GCD 中的线程组 Group

配图

前言

本文主要介绍 GCD 中的线程组 Group,不讲 GCD 基础概念知识。如果对 GCD 的基本知识点不是很清楚的话,建议去补充一下。好了,废话不多说,坐稳了,马上就开车了。

正文

线程组

GCD 为我们提供了 dispatch_group 方法,它有一个组的概念,可以把多个任务归并到一个组内来执行,通过监听组内所有任务的执行情况来做相应处理。

1.线程组内的任务是同步的。

假设我们现在有两个任务,任务 1 和任务 2,任务 1:for 循环 1000 次,任务 2:for 循环 100 次。等到任务 1 和任务 2 都执行完后再执行回调。

上代码。

// 创建一个group
dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
// 创建一个队列:全局队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);

// 将任务1添加到 group 中    
dispatch_group_async(group, queue, ^{
   for (int i = 0; i < 1000; i++) {
       NSLog(@"任务1-----%d",i);
   }
});
 
// 将任务2添加到 group 中    
dispatch_group_async(group, queue, ^{
   for (int i = 0; i < 100; i++) {
       NSLog(@"任务2-----%d",i);
   }
});
    
// 任务1和任务2执行结束,回调
dispatch_group_notify(group, queue, ^{
  dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
      NSLog(@"完成任务");
  });
});

打印结果

2016-12-16 12:31:34.723 Group[12091:514693] 任务1-----0
2016-12-16 12:31:34.723 Group[12091:514681] 任务2-----0
2016-12-16 12:31:34.723 Group[12091:514693] 任务1-----1
2016-12-16 12:31:34.723 Group[12091:514681] 任务2-----1
2016-12-16 12:31:34.723 Group[12091:514693] 任务1-----2
2016-12-16 12:31:34.723 Group[12091:514681] 任务2-----2
····
····
····
2016-12-16 12:31:35.105 Group[12091:514693] 任务1-----997
2016-12-16 12:31:35.105 Group[12091:514693] 任务1-----998
2016-12-16 12:31:35.105 Group[12091:514693] 任务1-----999
2016-12-16 12:31:35.106 Group[12091:514347] 完成任务

从打印结果可以看出:

先并发执行任务 1 和任务 2,任务 2 首先完成,然后任务 1 还在执行,任务 1 执行结束后,再执行回调。

2.线程组内的任务是异步的。

实际开发中我们可能有这样的需求:并发请求多个网络接口,等到所有的接口请求结束之后,我们再来个回调刷新 TableView。
这里面有些同学可能会说把前面例子里的任务 1 和 任务 2 改为网络请求就可以了。那好,那我们来试试。

上代码。

// 创建一个group
dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
// 创建一个队列:全局队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);

// 将任务1添加到 group 中    
dispatch_group_async(group, queue, ^{
   // 模拟异步网络请求
   dispatch_async(queue, ^{
       for (int i = 0; i < 1000; i++) {
           NSLog(@"任务1-----%d",i);
       }
   });
});
 
// 将任务2添加到 group 中    
dispatch_group_async(group, queue, ^{
   // 模拟异步网络请求
   dispatch_async(queue, ^{
       for (int i = 0; i < 100; i++) {
           NSLog(@"任务2-----%d",i);
       }
   });
});
    
// 任务1和任务2执行结束,回调
dispatch_group_notify(group, queue, ^{
  dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
      NSLog(@"完成任务");
  });
});

打印结果

2016-12-16 13:12:40.541 Group[12636:545117] 任务1-----0
2016-12-16 13:12:40.541 Group[12636:544738] 完成任务
2016-12-16 13:12:40.541 Group[12636:545118] 任务2-----0
2016-12-16 13:12:40.541 Group[12636:545117] 任务1-----1
2016-12-16 13:12:40.541 Group[12636:545118] 任务2-----1
2016-12-16 13:12:40.542 Group[12636:545117] 任务1-----2
2016-12-16 13:12:40.542 Group[12636:545118] 任务2-----2
····
····
····
2016-12-16 13:12:40.876 Group[12636:545117] 任务1-----997
2016-12-16 13:12:40.876 Group[12636:545117] 任务1-----998
2016-12-16 13:12:40.877 Group[12636:545117] 任务1-----999

从打印结果可以看出:

回调并没有等到任务 1 和任务 2 执行完就打印了,怎么跟我们想得不一样呢?

好,那我下面来解释一下。

  1. 第一个例子中,任务 1 是同步的任务,任务 2 也是同步的任务。
  • 第二个例子中,任务 1 是异步的任务,任务 2 也是异步的任务。

同步和异步的最大区别是:同步是一个一个的执行,会有一个等待。而异步则不是,它不会等待。

因为 dispatch_group_async 里面的任务是异步的,所以任务在执行的时候,它不会去等待 for 循环执行结束,它会直接跳过 dispatch_async 这 block 执行下一句去了,所以 dispatch_group_notify 也会很快就执行。

下面再看下如何去解决这个问题吧。

这边就用到了 dispatch_group_enter 和 dispatch_group_leave。它们两个是成对出现的。dispatch_group_enter 使 group 里正要执行的任务数递增,dispatch_group_leave 则使之递减。所以调用完 dispatch_group_enter 以后,必须有与之对应的 dispatch_group_leave 才行。如果调用 dispatch_group_enter 之后,没有相应的 dispatch_group_leave 操作,那么这一组任务就永远执行不完。在使用时,可以在向队列中添加任务时调用 dispatch_group_enter,在任务执行完成之后合适的地方调用 dispatch_group_leave。

上代码

// 创建一个group
dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
// 创建一个队列:全局队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0); 

// 进入group    
dispatch_group_enter(group);

// 模拟异步网络请求
dispatch_async(queue, ^{
   
   for (int i = 0; i < 1000; i++) {
       NSLog(@"任务1-----%d",i);
   }
   // 离开group
   dispatch_group_leave(group);
   
});
    
// 进入group     
dispatch_group_enter(group);
    
// 模拟异步网络请求
dispatch_async(queue, ^{
   
   for (int i = 0; i < 100; i++) {
       NSLog(@"任务2-----%d",i);
   }
   // 离开group
   dispatch_group_leave(group);
   
});
    
    
dispatch_group_notify(group, queue, ^{
   dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
       NSLog(@"完成任务");
   });
});

打印结果

2016-12-16 13:15:17.945 Group[12870:559844] 任务1-----0
2016-12-16 13:15:17.945 Group[12870:559831] 任务2-----0
2016-12-16 13:15:17.945 Group[12870:559844] 任务1-----1
2016-12-16 13:15:17.945 Group[12870:559831] 任务2-----1
2016-12-16 13:15:17.945 Group[12870:559844] 任务1-----2
2016-12-16 13:15:17.946 Group[12870:559831] 任务2-----2
····
····
····
2016-12-16 13:15:18.375 Group[12870:559844] 任务1-----997
2016-12-16 13:15:18.376 Group[12870:559844] 任务1-----998
2016-12-16 13:15:18.376 Group[12870:559844] 任务1-----999
2016-12-16 13:15:18.376 Group[12870:559491] 完成任务

从打印结果可以看出:

和例子一的打印结果一样,OK,问题解决。

其实还有一个方法也可以解决,信号量 dispatch_semaphore。

什么是信号量?

引用网友举的一个例子:

以一个停车场的运作为例。简单起见,假设停车场只有三个车位,一开始三个车位都是空的。这时如果同时来了五辆车,看门人允许其中三辆直接进入,然后放下车拦,剩下的车则必须在入口等待,此后来的车也都不得不在入口处等待。这时,有一辆车离开停车场,看门人得知后,打开车拦,放入外面的一辆进去,如果又离开两辆,则又可以放入两辆,如此往复。在这个停车场系统中,车位是公共资源,每辆车好比一个线程,看门人起的就是信号量的作用。

抽象的来讲,信号量的特性如下:信号量是一个非负整数(车位数),所有通过它的线程/进程(车辆)都会将该整数减一(通过它当然是为了使用资源),当该整数值为零时,所有试图通过它的线程都将处于等待状态。在信号量上我们定义两种操作: Wait(等待) 和 Release(释放)。当一个线程调用Wait操作时,它要么得到资源然后将信号量减一,要么一直等下去(指放入阻塞队列),直到信号量大于等于一时。Release(释放)实际上是在信号量上执行加操作,对应于车辆离开停车场,该操作之所以叫做“释放”是因为释放了由信号量守护的资源。

在 GCD 中有三个函数是 semaphore 的操作,分别是:

// 创建一个semaphore
dispatch_semaphore_create(long value);   

// 发送一个信号
dispatch_semaphore_signal(dispatch_semaphore_t dsema);  

// 等待信号 
dispatch_semaphore_wait(dispatch_semaphore_t dsema, dispatch_time_t timeout);  

上代码

// 创建一个group
dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
// 创建一个队列:全局队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);

// 创建信号量,并且设置值为0    
dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(0);

// 将任务1添加到 group 中    
dispatch_group_async(group, queue, ^{
   
   // 模拟异步网络请求
   dispatch_async(queue, ^{
       for (int i = 0; i < 1000; i++) {
           NSLog(@"任务1-----%d",i);
       }

        // 每次发送信号则 semaphore 会 +1
       dispatch_semaphore_signal(semaphore);

   });
   // 由于是异步执行的,当 semaphore 等于 0,则会阻塞当前线程,直到执行了 block 的 dispatch_semaphore_signal,semaphore + 1,才会继续执行。
   dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
   
});
 
// 将任务2添加到 group 中        
dispatch_group_async(group, queue, ^{
   
   // 模拟异步网络请求
   dispatch_async(queue, ^{
       for (int i = 0; i < 100; i++) {
           NSLog(@"任务2-----%d",i);
       }
       
       dispatch_semaphore_signal(semaphore);

   });

   dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
});
    
    
dispatch_group_notify(group, queue, ^{
   dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
       NSLog(@"完成任务");
   });
});

由于是异步执行的,当 semaphore 等于 0,则会阻塞当前线程,直到执行了 block 的 dispatch_semaphore_signal,semaphore + 1,才会继续执行。这样很好的解决了这个问题。

2016-12-16 13:18:11.747 Group[13276:586281] 任务1-----0
2016-12-16 13:18:11.747 Group[13276:586296] 任务2-----0
2016-12-16 13:18:11.747 Group[13276:586281] 任务1-----1
2016-12-16 13:18:11.747 Group[13276:586296] 任务2-----1
2016-12-16 13:18:11.747 Group[13276:586281] 任务1-----2
2016-12-16 13:18:11.748 Group[13276:586296] 任务2-----2
····
····
····
2016-12-16 13:18:12.111 Group[13276:586281] 任务1-----997
2016-12-16 13:18:12.111 Group[13276:586281] 任务1-----998
2016-12-16 13:18:12.111 Group[13276:586281] 任务1-----999
2016-12-16 13:18:12.111 Group[13276:585910] 完成任务

从打印结果可以看出:

和例子一的打印结果还是一样。

上面两个方法都可以,可能还有更多的方法。笔者暂时只知道这两个方法,如果有大神知道还有其他的方法,可以联系我,一起交流。

最后

由于笔者水平有限,文中如果有错误的地方,还望大神指出。或者有更好的方法和建议,我们可以一起交流。
附上本文的所有 demo 下载链接【GitHub】,配合 demo 一起看文章,效果会更佳。

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